在了解LED之前，我們要簡單了解一下二極管——不僅僅是發光二極管。

所有的二極管，無論是能發光的還是不能發光的，均有一個明顯的工作标簽——隻能通過一個方向的電流。

這句話要怎麼理解呢？我們知道，在直流電路中，電源的正負極是不變的，因此電流的方向也不變。但是在交流電路中，電源的正負極在不停的改變，國内電路中，正負極的變換頻率為每秒鐘50次（50Hz），正負極改變了，電流的方向也就會随着改變。

這一特性，叫做二極管的“正向性”，又叫“單向導電性”，二極管的發光，就是利用了這一特性。當然，二極管還具有“反向性”和“擊穿”等特性，利用這些特性，二極管還可以用于檢波、整流、穩壓等多種場合。本文不對二極管的其它特性做過多講解。

那麼，二極管為什麼會有正向性呢？這與二極管中的一個環節——PN結有關。

我們先來看一張圖：

這是一個完整的二極管，正如圖所示，二極管可以分為P區和N區，在P區和N區交界的地方，就叫做PN結。那什麼是P區什麼是N區呢？

實際上就是兩種不同類型的元素——P區硼或铟元素，N區磷或銻元素。常用于制作二極管的材料為矽晶體或鍺晶體，于是，在矽晶體中加入含有硼元素的雜質，這一部分就成了P區，加入含有磷元素的雜質，這一部分就成了N區。

為什麼會形成P區和N區？這與硼、磷、矽等元素的化學性質有關，以矽和磷為例，當兩種元素的原子相遇，就會産生自由電子（帶負電荷）；硼和矽相遇，就會産生一個“空穴”，吸引帶負電荷的自由電子。

在P區和N區緊密的連接在一起， 在交界的地方，由于P區的空穴較多，N區的電子較多，電子會逐漸向空穴靠攏。電學中規定：電流方向為電子移動的相反方向。因此，在二極管中，電流的方向是從P區流向到N區。

因此，隻有當電流從P區流向N區時，才能夠正常通過。如果反過來，材料的化學性質決定了，電流無法正常通過。因此，在連接時，P區連接電源正極，N區連接電源負極，電路便可以正常工作。

P——Positive，正；N——Negative，負。

（為了保證大多數人能聽懂，我把原理簡化了。實際上擊穿和反向性，均是利用二極管反向通電。但是與發光二極管無關。）

終于說到發光二極管了，發光二極管的英文名叫做“Light Emitting Diode”，取三個單詞的首字母，簡稱為LED。在LED燈具中，就是指燈具的發光體，俗稱“燈珠”。

當二極管正向導電（P接正極N接負極）時，電子從N區湧向P區，在這一過程中，會發生一種現象：學術上的定義叫做“産生自發輻射的熒光”，許多謠言根據這句話就咬定LED燈有輻射。但此輻射非彼輻射，這裡的輻射，實際上是一種能量轉換——将電能轉換成光能（有的物質在工作時發熱，有的則發光，這與物質本身的化學性質有關，二極管的特性顯然屬于後者）。

由于半導體材料和電流大小不同，所發出的光的顔色和亮度也不同，呈現出的光譜，也是從紅外線到紫外線。舉幾個例子：鋁磷化镓作為雜質加入N區，可發出綠光；铟氮化镓作為雜質加入P區，可發出藍光；碳化矽作為底襯，亦可發出藍光。

這種直接加入元素雜質的方法，隻能做出紅、綠、黃、藍四種顔色的光，并且早在上世紀就廣泛投入使用， 一般是作為指示燈。

但是真正能夠發出白光，作為照明燈使用，投入家庭中，還是在近些年。随着技術的逐步成熟，人們嘗試了加入元素調試黃色光、在紫外光上塗抹磷光體等多種嘗試。終于，在最近十年，才研制出了真正能夠做到低成本、高亮度、高壽命的LED照明産品。

它是通過以硒化鋅作為底襯，并将硒化鋅放到高真空環境下，利用真空蒸鍍技術，使硒化鋅表面産生一層硒化鋅磊晶層。通電時，磊晶層就發出藍光，底襯會發出黃光，混合之後，就變成了白光。

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